Jak působí dlouhodobý pobyt ve vesmíru na lidské tělo? NASA hledá odpovědi

Identická dvojčata

Národní úřad pro letectví a kosmonautiku (NASA) před několika lety spustil zajímavý experiment s jednoduchým předpokladem: po dobu jednoho roku vyšle astronauta Scotta Kellyho na Mezinárodní kosmickou stanici (ISS), zatímco jeho identické dvojče, Mark Kelly, zůstane na Zemi. Dlouhé plánování se proměnilo na realitu a Scott Kelly se na dlouhodobý vesmírný pobyt skutečně vydal. Tato metoda poskytla NASA ojedinělou příležitost porovnat dvě identické sady DNA.

Nová bádání prozradila, že Scottův vesmírný pobyt výrazně ovlivnil způsob, jakým jsou jeho geny vyjádřeny. „Můžeme pozorovat celý lidský biologický systém reagující na kosmický let," řekl Christopher Mason, hlavní výzkumník studie dvojčat a docent na Weill Cornell Medical College. Když se Scott Kelly po 340 dnech úspěšně vrátil na Zem, byl o dva centimetry vyšší. Dočasné přírůstky ovšem patří mezi jednu z mnoha změn, kterou vědci dosud zdokumentovali.

„Vesmírní sportovci“

Také některé další změny chování lidského těla, reagující na vesmírné prostředí, jsou již dobře známé. Lidské tělo například reaguje na pobyt mimo ochrannou atmosféru Země protahováním páteře nebo třeba zmenšováním svalů. Ve stavu beztíže totiž nejsou pro lidskou schránku svaly tak nezbytné, jako na naší rodné planetě. Svaly astronautů začnou na nové prostředí téměř okamžitě reagovat. Namísto udržování obvyklé hmoty se ale lidské tělo začne přebytečných tkání automaticky zbavovat. Ačkoliv se úbytek svaloviny může ve vesmírných podmínkách jevit jako ideální, po návratu na Zemi se jedná o velký problém. Z tohoto důvodu musí astronauti cvičit minimálně dvě hodiny denně, aby se neustále udržovali v dobré fyzické kondici. Pobyt ve vesmíru se podílí také na úbytku kostní hustoty. Každý měsíc mohou dobrodruzi ztratit až jedno procento kostní denzity. Z tohoto důvodu je paluba vesmírné stanice obtěžkána běžeckými pásy a stacionárními jízdními koly.

Špatné usínání

Během prvních týdnů vesmírného pobytu se astronautům „nafoukne“ hlava a jejích nohy viditelně pohubnou. Za vším stojí gravitační vlivy, s nimiž si lidské tělo během prvních dní neví rady. Brzy se však na vesmírné prostředí aklimatizuje a tělní tekutiny se začnou rovnoměrně přerozdělovat. Problémy se týkají i spánku. Astronautům se před očima objevují záblesky, což jim působí velké potíže při usínání. Blesky způsobují paprsky, tedy částice s vysokou energií procházející sluneční soustavou. Také návrat na Zem není pro astronauty v prvních týdnech úplně jednoduchý. Problém představuje zemská gravitace, na kterou si zpátky jen těžko zvykají. Zatímco o účincích krátkodobého pobytu ve vesmíru něco víme, dlouhodobější účinky na lidské tělo neznáme.

Prodlužuje vesmír život?

Po návratu Scotta Kellyho spustili výzkumníci z NASA celou řádku zkoušek a testů, kterými odhalili dosud nevídaná zjištění. Mezi vůbec nejzajímavější patří změny telomerů, jež chrání integritu DNA a stabilitu chromozomů. Scottovi telomery se ve vesmíru nejprve prodloužily, ale po návratu na Zem se rychle srovnaly na obvyklou délku. „Je to přesně opak toho, co jsme si mysleli, protože kratší telomery jsou obvykle spojovány se stárnutím,“ komentovala radiační bioložka Susan Baileyová. Nad samotnou příčinou prodlužování a zkracování telomerů odborníci stále tápou. Prozatím jsou změny spojovány s vyšší fyzickou aktivitou a méně kalorickou stravou Scotta Kellyho vůči svému dvojčeti.

Vesmírné anomálie

Další pozorování prozradila, že se Scottův genetický obraz mnoha způsoby změnil. Astronautovi geny ukázaly jak zvýšenou, tak sníženou hladinu methylace (proces, kdy se geny aktivují a deaktivují). Výrazné změny pocítily také střevní útroby. Mikroby, které napomáhají běžnému trávení, byly ve střevech Scotta a Marka rozdílné. Americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku je přesvědčen, že tyto střevní bakteriální neshody byly pravděpodobně způsobeny odlišnou stravou a prostředním.

Vědeckému zájmu neunikla ani ribonukleová kyselina (RNA) obsažená v bílých krvinkách dvojčat. Pozorování ukázalo, že každé dvojče má ve svém genomu stovky unikátních mutací. Sekvenování RNA (transkriptomovou analýzou) ukázalo více než 200 000 molekul RNA, které byly u každého z dvojčat vyjádřeny odlišně.

Text: Petr Smejkal